ES2878723T3 - Locomotora de tren de alta velocidad con sobrepresión interna - Google Patents
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Abstract
Locomotora (10) de tren de alta velocidad, en particular para el transporte de pasajeros, comprendiendo dicha locomotora una carrocería (12) y al menos un motor de tracción (16, 17) de dicha carrocería, incluyendo dicha carrocería un techo (19) y un suelo (20); estando dispuesto el al menos un motor de tracción debajo de dicho suelo, incluyendo además la carrocería una sala técnica (24) definida entre dicho techo y dicho piso, comprendiendo dicha sala técnica: equipos eléctricos (33) para controlar el al menos un motor de tracción; y al menos un primer dispositivo (34) de ventilación de dichos equipos eléctricos, estando caracterizada la locomotora por que el primer dispositivo de ventilación incluye: un primer conducto (36) de llegada de aire, que forma un conducto cerrado entre una entrada (38) y una salida (40) abierto a la sala técnica; y un primer ventilador (42) dispuesto entre la entrada y la salida de dicho primer conducto, de manera que cree una sobrepresión en la sala técnica.
Description
DESCRIPCIÓN
Locomotora de tren de alta velocidad con sobrepresión interna
La presente invención se refiere a una locomotora de tren de alta velocidad, del tipo que incluye una carrocería y al menos un motor de tracción de dicha carrocería; incluyendo dicha carrocería un techo y un suelo; estando dispuesto al menos un motor de tracción debajo de dicho suelo; incluyendo además la carrocería una sala técnica definida entre dicho techo y dicho suelo, incluyendo dicha sala técnica: equipos eléctricos para controlar al menos el motor de tracción; y al menos un primer dispositivo de ventilación de dichos equipos eléctricos.
La invención se aplica particularmente al transporte de pasajeros. Un tren de alta velocidad comprende una o más locomotoras, muy a menudo una en cada extremo del tren, y un cierto número de vagones de pasajeros.
En los trenes de alta velocidad actuales, la ventilación de los equipos eléctricos de las locomotoras se asegura mediante orificios de ventilación previstos en las paredes laterales de dichas locomotoras. El desplazamiento del tren genera un flujo de aire que refrigera dichos equipos eléctricos. Sin embargo, dicho sistema de ventilación expone los equipos eléctricos al polvo exterior, a la humedad o incluso a la nieve.
Por otra parte, se conoce, en particular por el documento US2013/0252527, el hecho de equipar locomotoras ferroviarias con ventiladores eléctricos. Sin embargo, los sistemas conocidos imponen restricciones a la arquitectura de la locomotora.
El documento EP 0 625 456 A1 se refiere a un dispositivo de ventilación en un vehículo ferroviario. Este documento describe una locomotora de tren de alta velocidad, en particular para el transporte de pasajeros, comprendiendo dicha locomotora una carrocería y al menos un motor de tracción de dicha carrocería. La carrocería tiene un techo y un suelo; estando el motor de tracción dispuesto debajo del suelo. La carrocería también tiene una sala técnica definida entre el techo y el suelo; la sala técnica comprende: equipos eléctricos de control de al menos un motor de tracción; y un dispositivo de ventilación de dichos equipos eléctricos. El dispositivo de ventilación incluye: un conducto de llegada de aire, que forma un conducto cerrado entre una entrada y una salida; y un ventilador dispuesto entre la entrada y la salida de dicho conducto.
El documento WO 2012/060139 A1 se refiere a un dispositivo de refrigeración en un vehículo ferroviario. Este documento describe una locomotora de tren que comprende una carrocería y al menos un motor de tracción de dicha carrocería. La carrocería tiene un techo y un suelo. La carrocería también tiene una sala técnica definida entre el techo y el suelo; la sala técnica comprende: equipos eléctricos; y un dispositivo de ventilación de dichos equipos eléctricos. El dispositivo de ventilación incluye: un conducto de llegada de aire, que forma un conducto cerrado entre una entrada y una salida; y un ventilador dispuesto entre la entrada y la salida de dicho conducto.
El objeto de la presente invención es mejorar los dispositivos existentes, proporcionando un sistema de ventilación de los equipos eléctricos, optimizando la calidad del aire interior y permitiendo mejorar el diseño de la locomotora.
A este efecto, la invención tiene por objeto una locomotora de tren de alta velocidad del tipo antes mencionado, en la que el primer dispositivo de ventilación incluye: un primer conducto de llegada de aire, que forma un conducto cerrado entre una entrada y una salida abierta a la sala técnica; y un primer ventilador dispuesto entre la entrada y la salida de dicho primer conducto, para crear una sobrepresión en la sala técnica.
Según otros aspectos ventajosos de la invención, la locomotora incluye una o varias de las siguientes características, tomadas individualmente o según todas las combinaciones técnicamente posibles:
- la entrada del primer conducto está dispuesta al nivel de una primera boca de entrada de aire ubicada en el techo de la carrocería, y el primer dispositivo de ventilación incluye un primer elemento de filtración dispuesto en la entrada del primer conducto, siendo dicho primer elemento de filtración permeable al aire y capaz de retener partículas sólidas de dimensiones superiores a un primer umbral;
- el primer elemento de filtración incluye elementos deflectores del tipo de persiana;
- los elementos deflectores definen canales de entrada de aire dispuestos según una dirección perpendicular a una dirección principal de desplazamiento de la locomotora;
- el primer dispositivo de ventilación incluye un segundo elemento de filtración, dispuesto en el primer conducto entre el primer elemento de filtración y el primer ventilador, siendo dicho segundo elemento de filtración permeable al aire y capaz de retener partículas sólidas de mayores dimensiones en un segundo umbral, siendo dicho segundo umbral inferior al primer umbral;
- el segundo elemento de filtración incluye un panel de material textil;
- el primer dispositivo de ventilación incluye además al menos una boca de salida de aire, ubicada en el techo de la carrocería y en comunicación fluida con la sala técnica;
- la carrocería incluye además al menos un segundo dispositivo de ventilación distinto del primer dispositivo de ventilación, incluyendo dicho segundo dispositivo de ventilación: un segundo conducto de llegada de aire, que forma un conducto cerrado entre una entrada y una salida abierta a la sala técnica; y un segundo ventilador dispuesto entre la entrada y la salida de dicho conducto, estando situados los conductos primero y segundo cerca de los extremos opuestos de la carrocería.
La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue, dada únicamente a modo de ejemplo no limitativo y hecha con referencia a los dibujos en los que:
- la figura 1 es una vista en corte longitudinal parcial de una locomotora según un modo de realización de la invención; y
- la figura 2 es una vista en corte transversal de la locomotora de la figura 1, representando las partes izquierda y derecha, respectivamente, la parte delantera y trasera de la sala técnica.
La figura 1 representa una locomotora 10 de tren de alta velocidad, según un modo de realización de la invención. La locomotora 10 está destinada a ser ensamblada a vehículos ferroviarios del tipo de vagones de transporte de pasajeros, para formar un tren.
La locomotora 10 comprende una carrocería 12, así como dos bogies 14, 15 y dos motores 16, 17 de tracción, dispuestos debajo de dicha carrocería 12. Cada motor 16, 17 de tracción está destinado a poner en movimiento las ruedas de uno de los bogies 14, 15. La locomotora 10 comprende además un transformador eléctrico 18, conectado a los motores 16, 17 de tracción y también dispuesto debajo de la carrocería 12.
La carrocería 12 comprende un techo 19 y un suelo 20, que delimitan verticalmente dicha carrocería. Los bogies 14, 15 y los motores 16, 17 de tracción están dispuestos debajo del suelo 20. La carrocería 12 incluye además paredes laterales 21.
La carrocería 12 tiene una forma alargada. Se considera una base ortonormal (X, Y, Z), representando la dirección Z la vertical. La carrocería 12 se extiende principalmente según la dirección X, correspondiente a una dirección habitual de desplazamiento de la locomotora 10. La carrocería 12 incluye un extremo delantero, formado por una cabina 22 de conducción.
Un primer bogie 14 y un primer motor 16 de tracción están ubicados cerca de dicho extremo delantero de la carrocería 12. Un segundo bogie 15 y un segundo motor 17 de tracción están ubicados cerca de un extremo trasero, opuesto, de la carrocería 12.
Junto a la cabina 22 de conducción según X, la carrocería 12 incluye un compartimento técnico 24, también llamado sala técnica. Dicho compartimento técnico está separado de la cabina 22 de conducción por un tabique 25. El compartimento técnico 24 se muestra en corte en la figura 1.
La parte izquierda de la figura 2 muestra una vista en corte transversal de la carrocería 12, al nivel de la parte frontal de dicho compartimento técnico 24, según un plano de corte A-A mostrado en la figura 1. La parte derecha de la figura 2 muestra una vista en corte transversal de la carrocería 12, al nivel de la parte trasera de dicho compartimento técnico 24, según un plano de corte B-B indicado en la figura 1.
En un plano (X, Z), el compartimento técnico 24 está delimitado por el techo 19, el suelo 20 y las paredes laterales 21. El compartimento técnico 24 comprende un techo 26, que lo divide según Z entre un piso inferior 28 y un piso superior 30. El techo 26 marca en particular un límite según Z entre las paredes laterales 21 y el techo 19, siendo dichas paredes laterales 21 sustancialmente planas y verticales y teniendo dicho techo 19 una forma abombada.
El piso inferior 28 del compartimento técnico 24 incluye un pasillo central 32 y una pluralidad de equipos técnicos, instalados a cada lado de dicho pasillo central cerca de las paredes laterales 21. Dichos equipos técnicos se describirán a continuación.
Ventajosamente, el pasillo central 32 tiene una anchura según Y comprendida entre 500 mm y 750 mm, preferiblemente igual a aproximadamente 750 mm. Esta anchura está determinada para permitir un paso cómodo para un operador, sin limitar significativamente el volumen disponible para los equipos de la locomotora.
El piso inferior 28 del compartimento técnico 24 incluye al menos un cofre de tracción 33. Dicho cofre de tracción 33 comprende equipos eléctricos y/o electrónicos para el control de los motores 16, 17 de tracción.
El piso inferior 28 del compartimento técnico 24 incluye al menos un primer dispositivo de ventilación 34. Dicho primer dispositivo de ventilación 34 permite insuflar aire fresco dentro de dicho piso inferior 28, a fin de refrigerar en particular los equipos eléctricos y electrónicos del al menos un cofre de tracción 33.
El primer dispositivo de ventilación 34 está dispuesto sustancialmente en la parte delantera del compartimento técnico 24, cerca del primer bogie 14. Preferiblemente, el piso inferior 28 incluye además un segundo dispositivo de ventilación similar 35, dispuesto sustancialmente en la parte trasera del compartimento técnico 24 cerca del segundo bogie 15 y del segundo motor de tracción 17. El primer y segundo dispositivos 34, 35 de ventilación son visibles en la figura 2. La
siguiente descripción también se aplica al primer y al segundo dispositivos 34, 35 de ventilación, estando designados los elementos comunes a dichos dispositivos por los mismos números de referencia.
El dispositivo de ventilación 34, 35 incluye un conducto 36 de llegada de aire. Dicho conducto 36 forma un conducto cerrado, a excepción de una entrada 38 y de una salida 40.
La entrada 38 del conducto está dispuesta al nivel del techo 19 de la carrocería 12. Más precisamente, la entrada 38 está formada por una primera boca 41 de entrada de aire, incorporada en el techo 19.
A partir de la entrada 38, el conducto 36 se extiende en el piso superior 30 del compartimento técnico 24, atraviesa el techo 26 y continúa hasta la salida 40, ubicada en el piso inferior 28.
El dispositivo 34, 35 de ventilación comprende además un ventilador eléctrico 42, ubicado en el piso inferior 28 al nivel de la salida 40. El ventilador 42 es capaz de insuflar aire exterior a la carrocería 12 en el piso inferior 28, de manera que cree una ligera sobrepresión en el interior de dicho piso inferior.
El dispositivo 34, 35 de ventilación incluye además un primer elemento 44 de filtración, dispuesto en la entrada 38 del conducto 36. El primer elemento 44 de filtración es permeable al aire y capaz de retener partículas sólidas de dimensiones superiores a un primer umbral. A título indicativo, dicho primer umbral está comprendido entre 80 micrómetros y 120 micrómetros; normalmente dicho primer umbral es de 90 micrómetros.
Preferiblemente, el primer elemento 44 de filtración incluye elementos deflectores mecánicos, tales como persianas 46. Dichas persianas 46 definen canales 48 que forman la entrada 38 del conducto 36. Preferiblemente, dichos canales 48 están dispuestos según la dirección transversal Y, o sea perpendiculares a la dirección principal X de desplazamiento de la locomotora 10.
Las persianas 46 permiten así limitar la penetración de gotas de agua y de partículas de polvo en la entrada 38 del conducto 36, durante el movimiento de la locomotora 10.
El dispositivo 34, 35 de ventilación incluye además un segundo elemento 50 de filtración. Dicho segundo elemento de filtración está dispuesto en el conducto 36, entre el primer elemento 44 de filtración y el ventilador 42. El segundo elemento 50 de filtración es permeable al aire y capaz de retener partículas sólidas de dimensiones superiores a un segundo umbral, siendo dicho segundo umbral inferior al primer umbral. A título indicativo, dicho segundo umbral está comprendido entre 50 micrómetros y 80 micrómetros.
Preferiblemente, el segundo elemento 50 de filtración incluye un panel de material textil, o de otro material permeable al aire, dispuesto a través del conducto 36. El segundo elemento 50 de filtración está destinado a evitar de manera óptima la penetración de polvo en el piso inferior 28 del compartimento técnico 24.
El dispositivo de ventilación 34, 35 incluye además al menos una boca 52, 54 de salida de aire, ubicada en el techo 19 de la carrocería 12 y en comunicación fluida con el piso inferior 28 del compartimento técnico 24. La sobrepresión generada por el ventilador 42 en el compartimento técnico 24, con respecto al exterior de la carrocería 12, evita la penetración de polvo a través de dicha boca 52, 54 de salida de aire. Como variante, la boca 52, 54 de salida de aire no está provista de filtro.
En el modo de realización mostrado en la figura 1, la carrocería 12 incluye una primera y una segunda bocas 52, 54, de salida de aire, ubicadas respectivamente en la parte delantera y en la parte trasera del techo 19.
La aspiración del aire en el techo 19 en lugar de una aspiración en las paredes laterales 21 permite, en particular, reducir el ruido con respecto al exterior.
El compartimento técnico 24 incluye al menos una abertura prevista en una pared lateral 21 y obturada reversiblemente por una puerta 56. Dicha puerta 56 da acceso desde el exterior al pasillo central 32 del piso inferior 28. Preferiblemente, las paredes laterales 21 no incluyen ninguna abertura liberada de forma permanente. Además, la limitación de la contaminación del compartimento técnico 24, tales paredes laterales sin abertura son más estéticas y permiten más libertad en términos de diseño.
Con los dos dispositivos 34 y 35 de ventilación, es posible hacer funcionar los ventiladores 42 a velocidad reducida para crear una ligera sobrepresión en el compartimento técnico 24, como se ha descrito anteriormente.
Por otra parte, cuando los equipos técnicos del compartimento técnico 24 calienta la atmósfera interna de dicho compartimento técnico, los ventiladores 42 se ponen en funcionamiento a toda velocidad para evacuar el calor hacia el exterior.
Claims (8)
1. Locomotora (10) de tren de alta velocidad, en particular para el transporte de pasajeros, comprendiendo dicha locomotora una carrocería (12) y al menos un motor de tracción (16, 17) de dicha carrocería,
incluyendo dicha carrocería un techo (19) y un suelo (20); estando dispuesto el al menos un motor de tracción debajo de dicho suelo,
incluyendo además la carrocería una sala técnica (24) definida entre dicho techo y dicho piso,
comprendiendo dicha sala técnica: equipos eléctricos (33) para controlar el al menos un motor de tracción; y al menos un primer dispositivo (34) de ventilación de dichos equipos eléctricos,
estando caracterizada la locomotora por que el primer dispositivo de ventilación incluye: un primer conducto (36) de llegada de aire, que forma un conducto cerrado entre una entrada (38) y una salida (40) abierto a la sala técnica; y un primer ventilador (42) dispuesto entre la entrada y la salida de dicho primer conducto, de manera que cree una sobrepresión en la sala técnica.
2. Locomotora de tren de alta velocidad según reivindicación 1, en la que:
- la entrada (38) del primer conducto está dispuesta al nivel de una primera boca (41) de entrada de aire ubicada en el techo (19) de la carrocería, y
- el primer dispositivo (34) de ventilación incluye un primer elemento (44) de filtración dispuesto en la entrada del primer conducto (36), siendo dicho primer elemento (44) de filtración permeable al aire y capaz de retener partículas sólidas de dimensiones superiores a un primer umbral.
3. Locomotora de tren de alta velocidad según reivindicación 2, caracterizada por que el primer elemento (44) de filtración incluye elementos deflectores (46) de tipo persianas (46).
4. Locomotora de tren de alta velocidad según reivindicación 3, en la que los elementos deflectores definen canales (48) de entrada de aire dispuestos según una dirección (Y) perpendicular a una dirección principal (X) de desplazamiento de la locomotora.
5. Locomotora de tren de alta velocidad según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer dispositivo (34) de ventilación incluye un segundo elemento (50) de filtración, dispuesto en el primer conducto (36) entre el primer elemento (44) de filtración y el primer ventilador (42), siendo dicho segundo elemento (50) de filtración permeable al aire y capaz de retener partículas sólidas de dimensiones superiores a un segundo umbral, siendo dicho segundo umbral inferior al primer umbral.
6. Locomotora de tren de alta velocidad según reivindicación 5, en la que el segundo elemento (50) de filtración incluye un panel de material textil.
7. Locomotora de tren de alta velocidad según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el primer dispositivo (34) de ventilación incluye además al menos una boca (52, 54) de salida de aire, ubicada en el techo de la carrocería y en comunicación fluida con la sala técnica.
8. Locomotora de tren de alta velocidad según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la carrocería incluye además al menos un segundo dispositivo (35) de ventilación separado del primer dispositivo (34) de ventilación, incluyendo dicho segundo dispositivo de ventilación: un segundo conducto (36) de llegada de aire, que forma un conducto cerrado entre una entrada y una salida abierta a la sala técnica; y un segundo ventilador (42) dispuesto entre la entrada y la salida de dicho conducto, estando ubicados el primer y segundo conductos cerca de extremos opuestos de la carrocería (12).
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